Сертификационные испытания отечественного двигателя ПД-8 продолжаются
Программа сертификационных испытаний двигателя ПД-8 миновала важный рубеж – проведение испытаний на обрыв лопатки вентилятора
Испытания на обрыв лопатки вентилятора – обязательная часть сертификационных испытаний и одна из самых дорогостоящих работ с точки зрения материальных затрат. И пусть в ходе испытаний опытный образец двигателя получает повреждения, с которыми его уже нельзя будет поставить на самолёт, достигнутый результат – уверенность в безопасности конструкции силовой установки – того стоит. Ещё один достигнутый результат приближает получение "Объединенной двигателестроительной корпорацией" (ОДК, входит в Госкорпорацию Ростех) сертификата типа на авиадвигатель ПД-8.
В ходе создания нового авиационного двигателя изготавливаются десятки опытных образцов. Широкое внедрение цифровых технологий позволяет повысить точность расчётов и минимизировать ошибки, виртуальные испытания отчасти заменяют реальную работу двигателей на стендах и в составе летающих лабораторий. Однако есть набор сертификационных требований, подтвердить соответствие которым можно только в ходе испытаний реальных силовых установок. Причём условия, в которых такие испытания проводятся, имитируют нештатные ситуации, связанные с попаданием в двигатель посторонних предметов, выход на нерасчётные параметры и даже разрушение конструкции. Эти работы, пожалуй, наиболее дорогостоящие, но без их проведения получение сертификата типа по действующим нормам лётной годности невозможно.
Испытания ПД-8, сопряжённые с рисками разрушений, проводятся на открытом испытательном стенде предприятия "ОДК-Сатурн" (входит в ОДК) в Ярославской области. Открытый стенд позволяет осуществлять и акустические испытания, и забросы льда, града, птиц, а также проверять работу двигателя в условиях ливневых осадков и при обрыве лопатки вентилятора.
Действующие нормы лётной годности детально описывают, какие условия необходимо моделировать в ходе испытаний. К примеру, по действующим требованиям при дожде проверяется работоспособность двигателя на разных режимах: и установившихся, и переходных, включая приемистость и дросселирование. В течение любого трёхминутного режима работы в условиях ливня не должно происходить срыва пламени, останова двигателя, длительного помпажа или срыва потока. В случае, если краткосрочный помпаж происходит, система управления двигателя должна быстро восстанавливать режим работы силовой установки – без потери тяги и других негативных явлений. Уже после проведения испытаний проводится осмотр двигателя, и в его конструкции не должно быть каких-либо механических повреждений.
Сертификационными требованиями чётко установлено, какая доля воды должна быть в кубометре воздуха, проходящего через силовую установку, также регламентируется размер капель. Для того, чтобы смоделировать нужные условия, перед двигателем, размещённом на испытательном стенде, монтируется установка, способная подать определённое количество воды, распылив его нужным образом. Испытания ливнем опытный ПД-8 прошёл осенью нынешнего года.
Одним из самых сложных и экстремальных испытаний является проверка на обрыв лопатки вентилятора. Лопатку, которую не могут сломить "типичные" посторонние предметы, целенаправленно разрушают: у её корня закрепляют пиротехнический заряд, который срабатывает по команде испытателей. Двигатель выводится на взлётный режим, при котором частота вращения ротора максимальна. После подрыва и разрушения лопатки её обломки не должны пробить корпус двигателя. Кроме того, не допускается утечек топлива и масла, возгорания и т.д. Эти испытания ПД-8 совсем недавно успешно прошёл.
В ОДК напомнили, что испытаниям на обрыв лопатки вентилятора предшествовала большая подготовительная работа. "На стенде "ОДК-Сатурн" установили необходимое оборудование, включая токосъёмник, систему фазирования и систему отбора проб воздуха. Последняя подтвердила, что в случае реальной ситуации выбросы паров масла в систему кондиционирования не превысят допустимые пределы", - пояснила пресс-служба корпорации.
Еще одни сложные испытания, связанные с попаданием посторонних предметов – испытание на попадание птицы, когда двигатель должен "пережить" попадание тушки птицы массой в 700 грамм, и льда. Их ПД-8 еще предстоит пройти. В условиях интенсивного обледенения на воздухозаборнике двигателя может намёрзнуть лёд, кусок которого, отколовшись, попадёт в двигатель. Эта ситуация моделируется за счёт заброса калиброванных плиток льда, которые с определённой скоростью "выстреливаются" в лопатку вентилятора. Испытания считаются пройденными, если после такого события двигатель сохраняет свою работоспособность.
В ближайшее время двигатель ПД-8 пройдет испытания и на попадание в двигатель града. Подход здесь аналогичен тому, который существует при испытаниях на попадание воды, но само испытание сложнее. Нужно подтвердить работоспособность двигателя при прохождении грозового облака в течение не менее чем 30 секунд, при этом реально град забрасывают дольше – до 45-50 секунд. Каждая градина имеет строго ограниченную массу – 1 грамм, диаметр – около 12 мм. Изготавливать градины приходится заблаговременно, замораживая в специальных установках дистиллированную воду, на программу испытаний уходят миллионы градин.
Впереди ещё большая работа, включая проведение испытаний в условиях естественного обледенения. Для этого в Архангельской области состоятся полёты летающей лаборатории Ил-76ЛЛ, на которой тестируется опытный ПД-8. Кроме того, продолжится оформление доказательной документации, которую оперативно изучают и прорабатывают в Авиарегистре России. Месяц назад суммарная наработка всех двигателей ПД-8 на двух опытных SJ-100, на летающей лаборатории, а также на стендах, превысила 4000 часов, при этом двигатель во всех условиях демонстрирует работоспособность и соответствие сертификационным требованиям. К моменту получения в 2026 году сертификата типа на полностью импортозамещённый SJ-100 двигателестроители уже будут располагать аналогичным документом на силовую установку, а также будут иметь отлаженное и одобренное авиационными властями России серийное производство ПД-8 на предприятии "ОДК-Сатурн".
